光盘装置的制作方法

专利名称：光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可在涂覆了感光激光的涂料等的光盘之标签面 上打印标题或照片等的光盘装置。
背景技术：
在专利文献l(特开昭58-155527号公才艮)、2(特开昭58-212631 号公报)中记载有为了从CD-ROM等的信号面读取数据，使激光的 焦点聚在盘的信号面上的聚焦伺服。例如，以从将盘的反射光分割成 4份的光检测器的输出得到的聚焦误差信号为基础，利用反馈环路使 光拾取器的物镜上下，将因翘曲等而在旋转的同时变得面模糊的盘与 物镜的距离保持恒定，使激光的焦点聚在信号面上。提倡激光标签印刷法，在光盘的标签面上涂覆激光感光性的涂 料，照射光记录用激光，记录标题或图像、照片。既便在该激光标签 印刷中，也必需使激光的焦点聚在涂层面上。可是，既便原样适用上 述聚焦伺服控制，也不能顺利执行。可以认为起因于激光标签印刷面 的反射率低、平滑度差。因表面凸凹，低反射率再变化，既便供给大 的激光功率，也不能在得到的反射信号中重叠大的噪声分量，将聚焦 误差信号用作反馈控制信号。本发明者研究作为使激光的焦点聚焦在 激光标签印刷面上的手段，测定从盘的某个旋转位置起的面模糊，并 存储在存储器中，将该值传输到聚焦致动器，执行聚焦点的前馈控制。在前馈控制中，必需实际地测定光盘的面模糊。例如，将盘的l 周分割成64份，在各个部位使聚焦致动器稍微上下，将自激光标签 印刷面的反射光为最大时的聚焦致动器的控制数据存储在存储器中。 将该处理例如反复64次，得到对盘1周的前馈控制用的控制数据。 对1张盘从盘的内周向外周例如每隔0.5毫米必须测定60周的数据。可判定是距盘的最内周沿半径方向几毫米的位置、即从圆周方向的盘起动位置起分割成64份的哪个位置，通过使用对应于该判定结果的 数据来聚焦点。可是，由于在反馈控制和前馈控制中使用相同的数模转换电路和 驱动电路来驱动聚焦致动器，所以可知利用激光标签印刷不能得到良 好的印刷品质。根据本发明者的研究，第1，光盘上允许面模糊，必 须得到物镜相对面模糊的光盘上之焦点位置的位置控制所需的精度。 这时，可知为了利用激光标签印刷得到无模糊或虚化的良好的印刷品 质，作为物镜对光盘上之焦点位置的位置控制精度，既便最差，也应 实现士30微米。第2，在光盘上允许的面模糊为lmm左右时，在数字 信息的记录及再现中，作为物镜对光盘上之焦点位置的物镜的位置控 制精度，例如必需实现士l微米。为了得到该位置控制精度，确定所述 数模转换电路的转换位数或驱动电路的增益，以实现反馈控制系统中 所需的环路增益。因此，既便将数字信息的记录及再现用时具体化的 反馈控制系统的所述数模转换电路及驱动电路原样用于前馈控制，也 不能得到±30微米的位置控制精度。在前馈控制的性质上，依照位置 面模糊的程度不同，必需对驱动的每个位置准备前馈控制用数据。因 此，可知若考虑误差的积累直接影响控制精度，则在反馈控制中的聚 焦致动器的动作分辨率(数模转换电路LSB的动作量)中，前馈控制不 充分。并且，本发明者还研究有关与前馈控制用的数据量的兼顾。即，照射位置取得聚焦致动器的控制数^据，;要庞大的-学习时间。v是: 在前馈控制中，为了提高聚焦致动器的动作分辨率，若仅增加用于前 馈控制的控制数据的位数，则在取得基于学习的控制数据的同时，数 模转换的处理时间会增大。发明内容本发明的目的在于提供一种可容易提高激光标签印刷的品质的光盘装置。本发明的目的在于提供一种可容易实现激光标签印刷的品质提 高和印刷处理时间缩短的光盘装置。本发明所述及其他目的和新特征从本说明书的记述及附图而变 得显而显见。简单说明本申请中公开的发明中代表性的装置之概要如下。 (1)光盘装置可从物镜向光盘的一面照射激光来进行信息的记 录及再现，且可从所述物镜向光盘的另 一 面照射所述激光来进行标签 印刷。该光盘装置具有根据来自放射出激光的光盘的反射光，形成聚焦伺服用的聚焦误差信号(FER)的电路(4)。并且，光盘装置具有数据 处理单元(2)，根据所述聚焦误差信号，可反馈控制基于所述聚焦致动 器(30)的所述物镜的移动位置。在进行所述标签印刷时，所述数据处 理单元根据标签印刷用控制数据，前馈控制基于所述聚焦致动器的所 述物镜的移动位置。与所述反馈控制中的所述聚焦致动器的动作分辨 率相比，所述前馈控制中的所述聚焦致动器的动作分辨率高。而且， 在所述反馈控制中，设物镜对光盘上之焦点位置的位置控制精度为士l 微米以下，在所述前馈控制中，物镜对光盘上之焦点位置的位置控制 精度为士IO微米以下至士30微米以下之间。这里，所谓位置控制精度 为±10微米以下，表示在位置控制中对理想位置的误差为-10微米至 十10微米之间。光盘上允许面模糊，必需得到物镜相对面模糊的光盘上之焦点位 置的位置控制所需的精度。这时，作为物镜对光盘上之焦点位置的位 置控制精度，既便最差，也实现土30微米，从而可利用激光标签印刷 得到无模糊或虚化的良好的印刷品质。在光盘上允许的面模糊为lmm 左右时，作为数字信息的记录及再现中物镜相对光盘上之焦点位置的 位置控制精度，例如设为士l微米以下。这时，为了得到该位置控制精 度，反馈控制系统所需的数模转换电路的转换位数或驱动电路的增益 中，既便将该数模转换电路的转换位数或驱动电路原样用于前馈控制 中，也不能得到士30微米的位置控制精度。与所述反馈控制中的所述聚焦致动器的动作分辨率相比，增高所述前馈控制中的所述聚焦致动 器的动作分辨率，从而可在前馈控制中得到期望的位置控制精度。与所述反馈控制中的聚焦致动器的动作分辨率相比，增高前馈控 制中的聚焦致动器的动作分辨率用的一个具体方法如下。所述数据处理单元在执行所述前馈控制时，对于聚焦致动器的驱动电路(40)，将 增益切换控制得比反馈控制时还小。与所述反馈控制中的聚焦致动器的动作分辨率相比，增高前馈控 制中的聚焦致动器的动作分辨率用的另一个具体方法如下。所述数据 处理单元在执行所述前馈控制时，将标签印刷用控制数据转换成模拟 信号，但使用音频用模数转换电路(50)，替代用于将伺服用控制数据 转换成模拟信号的伺服控制用模数转换电路(17)。音频用模数转换电 路的转换位数比伺服控制用模数转换电路的转换位数多。(2) 作为用于切换驱动电路的增益的具体方法，可采用如下结构。 所述数据处理单元具有将聚焦误差信号转换成数字数据的模数转换 电路(18);和输入所述模数转换电路的输出，生成伺服控制数据的伺 服控制电路(14)。并且，具有将从所述伺服控制电路输出的伺服控制 数据或所述标签印刷用控制数据转换成模拟信号的数模转换电路 (17)。具有放大所述数模转换电路的输出，供给聚焦致动器的驱动电 路(40)。所述驱动电路可切换增益，将利用于所述前馈控制时的增益 切换控制得比利用于所述反馈控制时的增益小。所述驱动电路可切换电压增益。由于聚焦致动器是低电阻，所以 电流增益与电压增益相比，更必要。这时，可切换电压增益的电路结 构简单。例如，只要可切换运算放大器的反馈电阻即可。(3) 作为可切换转换位数不同的模数转换电路用的具体方法，可 采用如下结构。所述数据处理单元具有将聚焦误差信号转换成数字数 据的模数转换电路(18);和输入所述模数转换电路的输出，生成伺服 控制数据的伺服控制电路(14)。并且，数据处理单元具有将从所述伺 服控制电路输出的伺服控制数据转换成模拟信号的伺服用数模转换 电路(17);和再现从光盘读取出的记录信息的数字信号处理电路(13)。而且，具有将由数字信号处理电路再现的音频信息或所述标签印刷用控制数据转换成模拟信号的音频用数模转换电路(50)。具有放大所迷 伺服用数模转换电路的输出或音频用数模转换电路的输出，供给聚焦 致动器的聚焦用驱动电路(40A)。具有放大所述音频用数模转换电路的 输出后输出到外部的音频用驱动电路(51)。在基于所述聚焦致动器的 所述物镜的移动位置控制中使用反馈控制时，将伺服用数模转换电路 的输出连接于聚焦用驱动电路的输入。在该控制中使用前馈控制时， 将音频用数模转换电路的输出连接于聚焦用驱动电路的输入，同时， 将所述标签印刷用控制数据供给音频用数模转换电路的输入。(4)就缩短用于前馈控制的学习时间而言，可采用如下结构。所 述数据处理单元执行学习处理，预先取得边沿光盘的圆周方向和半径 方向移动激光照射位置、边确定焦点方向的物镜位置以使从该光盘的 另一面反射的反射光量为最大的标签印刷控制数据，并将其存储在存 储器中。在所述前馈控制中使用从所述存储器读出的控制数据。所述学习处理是对所述光盘的半径方向位置非连续地不同的多 个圆周取得所述控制数据并存储于所述存储器中的处理。在没有对应 于所述光盘的圆周方向和半径方向的标签印刷位置的标签印刷用控 制数据时，从所述存储器读出其他位置的2个标签印刷用控制数据，插运算取得的标签印刷用控制数据。、 "作为本发明的一个具体方式，所述半径方向位置非连续地不同的 多个圆周例如只要是最内周、中间周、最外周3周等即可。若考虑使激光照射位置沿光盘的半径方向每次移动例如30微 米，对每l个圆周取得聚焦致动器的控制数据的情况，则在通常的直 径12厘米的光盘中，必需以移动距离约30毫米、跨跃约1000周(印 刷轨道间隔为30微米)来取得数据。根据所述学习处理，如果在例如 最内周、从最内周沿半径方向移动15毫米的中间周、从中间周沿半 径方向移动15毫米的最外周的位置取得控制数据，则为3周的数据， 数据取得时间大幅度地减少。在前馈处理中，例如从自最内周起第200印刷轨道中的盘起动位置起第i个控制数据Ci根据从最内周的盘开始 位置起第i个控制数据A和从中间周的盘起动位置起第i个数据B， 可容易地运算为Ci=A+200*(Bi-Ai)。该运算如果由通常的微型计算机 等数据处理单元执行，则瞬间完成，对记录时间不产生影响。在激 光标签印刷中，在设激光照射位置相对光盘的半径方向的移动单位为 一半、即15微米时，运算方法也相同。但是，既便对最内周、中间 周、最外周的圆周方向，也必需内插控制数据。也可与必需的印刷精 度相匹配，从后向前选择性地变更激光照射位置的移动单位。 发明的效果简单地说明本申请中公开的发明中代表性的装置取得的效果如下。可容易地提高激光标签印刷的品质。可容易地实现激光标签印刷的品质提高和印刷处理时间的缩短。


图l是详细地示例聚焦致动器的控制系统的框图。 图2是表示光盘装置的一个例子的框图。图3是例示生成高频信号RF和聚焦误差信号FER的电路部分 作为模拟前端的具体例的电路图。图4是表示在对信息记录轨道的聚焦伺服控制时得到的聚焦误 差信号FER和包络线信号EVP的波形、且对标签印刷面的基于前馈 的聚焦控制时得到的聚焦误差信号FER和信号EVP的各波形的波形 图。图5是分别表示在对应于最内周用控制数据DATa的光盘中的标 签印刷面的最内周部分35a、在对应于中间周用控制数据DATb的光 盘中的标签印刷面的中间周部分35b、在对应于最外周用控制数据 DATc的光盘中的标签印刷面的最外周部分35c的说明图。图6是例示将1周分割成800份得到的信号EVP为最大的给予 DAC17的控制数据的值、和通过最小平方法运算将该值平滑化后的控制数据的值的说明图。图7是对每个沟槽(slot)标绘出最内周用控制数据DATa的值和中间周用控制数据DATb的值的状态的说明图。图8是光拾取器的聚焦反馈控制中的伺服环路的框图。图9是示例聚焦致动器用的驱动电路的电路图。图10是以前馈进行聚焦控制后执行光盘的标签印刷时的全部控制步骤的流程图。图ll是详细地示例聚焦致动器的另一控制系统的框图。 符号说明1、光盘装置；2、微型计算机(SMCU); 3、 SDRAM; 4、模拟前 端(AFE)4; 5、光拾取器(OPU); 6、线马达(TM); 7、盘马达(DM); 8、马达驱动器(MDRV); 9、标签印刷用位置检测器；10、光盘；11、 沟槽；12、处理器核心(MPU); 13、数字信号处理单元(DSP); 14、 祠服控制单元(SRV); 15、 SRAM; 16、 ROM; 17、 DAC; 18、 ADC; 19、外部接口用的输入输出电路(I/O); 20、低通滤波器；22、主斑点； 23、捡波器；23A、 23B、 23C、 23D、光电二极管；FER聚焦误差信 号；26、减法电路；27、加法电路；30、聚焦致动器；31、物镜；40、 带增益切换功能的驱动电路；40A、增益固定的驱动电路；41、开关； 46、增益切换控制信号；50、音频及标签印刷兼用的DAC; 51、音频 用的驱动电路；DATa、最内周用控制数据；DATb、中间周用控制数 据；DATc、最外周用控制数据。
具体实施方式
《光盘装置的概要》图2中示出光盘装置的一个实例。该图中示出的光盘装置可对光 盘的一面使用激光进行信息的记录及再现，并且，具备可对所述光盘 的另一面使用所述激光进行标签印刷的结构。在该图中，光盘装置1 具备单板的微型计算机(SMCU)2、 SDRAM3、模拟前端(AFE)4、光 拾取器(OPU)5、线马达(TM)6、盘马达(DM)7、马达驱动器(MDRV)8、及标签印刷用位置检测器(SPD)9等。光盘装置可记录再现的光盘也可 是CD-ROM、 DVD、 DVD-RW、 DVD-RAM等中的一种或多种。对 应于其对象激光的频率、数据处理速度、滤波器特性等不同。在光盘10的表面上例如螺旋状地形成信息轨道，可再现地记录 由EFM(Eingt-to-Fourteen Modulation)等调制出的数字数据。在光 盘10的里面涂覆激光感光性的涂料，可利用激光进行标签印刷。在 对光盘10的最内周部分利用激光进行标签印刷时，沿最内周部分形 成用于光盘圆周方向的位置控制的多个沟槽11。多个沟槽11中的一 个表示起动位置。盘马达7由马达驱动器8驱动，旋转驱动光盘IO。光盘10上记 录的信息使用沿光盘10的半径方向移动的拾取器5读取，拾取器5 构成为经物镜等向光盘10照射来自半导体激光器的激光，用由光电 二极管构成的捡波器接收其反射光并进行光电转换。拾取器5具备 为使物镜的焦点聚焦在光盘的信息记录面上，使物镜沿焦点的前后方 向移动的聚焦致动器；和用于使物镜沿轨道移动的跟踪致动器。由于 跟踪致动器的运转范围有限，所以为使整个拾取器5沿盘10的半径 方向移动，设置线马达6。将从所述拾取器5读出的信息信号供给模拟前端4。模拟前端4 进行对输入信号的放大及波形整形，输出包含读取信号分量的高频信 号、聚焦误差信号及跟踪误差信号等。将所述高频信号、聚焦误差信号及跟踪误差信号等供给微型计算 机2。微型计算机2具备处理器核心(MPU)12、数字信号处理单元 (DSP)13、伺服控制单元(SRV)14、静态随机存取存储器(SRAM)15、 只读存储器(ROM)16、将数字信号转换成模拟信号的数模转换电路 (DAC)17、将模拟信号转换成数字信号的模数转换电路(ADC)18、及 外部接口用的输入输出电路(1/0)19。处理器核心12具备取出指令执 行的中央处理装置(CPU)及中断控制器等。DSP13执行对高频信号的 滤波处理或对抽取出的信号分量的解调处理。所述跟踪误差信号具有 与从轨道的偏移对应的振幅，聚焦误差信号具有与从焦点位置的偏移对应的振幅。伺服控制单元14根据聚焦误差信号及跟踪误差信号， 执行用于抵消所述偏移的焦距伺服控制和跟踪伺服控制。焦距伺服控 制是控制物镜以使允许面模糊的光盘之信息记录面位于激光的焦点 深度内的动作。跟踪伺服控制是使拾取器沿信息记录轨道追踪(trace) 盘的偏心的控制。由此，拾取器既便对偏心或面模糊的盘，也可沿其 信息轨道追踪移动。SRAM15用作MPU12的作业区域。ROM16保 有MPU12的动作程序。ADC18将从AFE4输出的模拟信号转换成数 字信号。DAC17将从MPU12或SRV14输出的数字数据转换成模拟 信号，供给拾取器5或马达驱动器8。图3中例示生成高频信号RF和聚焦误差信号FER的电路部分 作为所述模拟前端4的具体例。拾取器5具有利用主斑点22的区域 感光由盘1的表面反射的反射光的捡波器。捡波器23具有对应于主 斑点22的4个分割部位22A、22B、22C、24D每个的光电二极管23A、 23B、 23C、 23D。釆用点对称配置的2个光电二极管23A和23C相 加各自的电流，由电流-电压转换电路24转换成电压。同样地，采用 点对称配置的2个光电二极管23B和23D相加各自的电流，由电流-电压转换电路25转换成电压。由减法电路26相减各自转换后的电压， 其结果设为聚焦误差信号FER。在拾取器3的物镜与焦点深度相匹配 时，通过其光学系统的作用，主斑点22成为均匀地聚光在各光电二 极管23A 23D上的圓形。过于近时，通过其光学系统的作用，主斑 点22成为专聚光在光电二极管23A、 23C上的椭圆形状。过于远时， 通过其光学系统的作用，成为专聚光在光电二极管23B、 23D上的椭 圆形状。因此，在与焦点深度相匹配时，减法电路26的输出为"0"。 聚焦误差信号FER为如图4的Sl所示例的信号波形。伺服控制单元 14使聚焦致动器动作，控制拾取器5上的物镜的位置，以使聚焦误差 信号FER为零。所述转换电路24的输出电压和来自所述转换电路25的输出电压 由加法电路27相加，构成作为高频信号的加法信号RF。加法信号 RF例如是EFM转换信号。其包络线波形如图4的波形S2所示例，在恰好聚焦点非常大。《聚焦致动器的控制系统》图1中详细地例示聚焦致动器30的控制系统。在对光盘的信息 记录轨道读取或写入记录信息时，通过基于伺服控制的反馈控制来驱 动聚焦致动器30。从减法电路(SUB)26输出的聚焦误差信号FER由 ADC18进行数字转换。转换后的数字数据经DSP13用于MPU12执 行的伺服导入控制。MPU12生成伺服控制数据以使聚焦误差信号 FER为0，经DSP31送给伺服控制单元14，导通伺服环路.这时， 伺服控制单元14生成聚焦伺服控制数据，以使聚焦误差信号FER为 0。聚焦伺服控制数据由DAC17转换成模拟信号，转换后的模拟信号 由驱动电路40放大。利用驱动电路40的输出信号启动聚焦致动器 8(FACT)30，控制拾取器5上物镜31的焦点方向前后位置。由此，在 旋转驱动允许面模糊的光盘时，可反馈控制基于聚焦致动器30的物 镜31的焦点方向位置，以使聚焦误差信号为O。在该状态下，进行对 光盘10之信息记录轨道的记录信息的读取或写入。例如在进行记录 信息的读取时，从加法电路(ADD)27输出的高频信号RF经低通滤波 器(LPF)20进行包络线捡波，包络线信号EVP由ADC18进行数字转 换。转换后的数字数据供给DSP13，根据MPU12的控制而被解调。在对光盘的激光标签面标签印刷时，通过前馈控制驱动聚焦致动 器30。在进行标签印刷时，通过学习预先在SDAM3中取得标签印刷 用控制数据DATa、 DATb、 DATc。之后，将DAC17的输入开关切 换至MPU12侧，MPU12对应标签印刷位置，根据标签印刷控制数据 DATa、 DATb、 DATc，生成标签印刷用控制数据，供给DAC17。由 DAC17转换后的模拟信号由驱动电路40放大，利用驱动电路40的输 出驱动聚焦致动器30。在所述反馈控制和前馈控制两者中共用DAC17和驱动电路40。 但是，由于其控制方式在反馈和前馈中根本不同，两者应实现的聚焦 精度也不同，所以对于两者，可通过驱动电路40的增益切换，选择 聚焦致动器的动作分辨率。下面，详细地说明用于激光标签印刷的前馈控制。光盘10的标签印刷面平滑度差，激光反射率随着细小凹凸，不时较大地变化。因此，对于照射激光、从标签印刷面反射的反射光，在低通滤波器20的输出信号EVP的波形上如图4的波形S4所示， 重叠该凹凸的信息。同样地，在从减法电路26得到的聚焦误差信号 FER是也如图4的波形S3所示，重叠所述凹凸的信息。由于标签印 刷面的反射率整体低，所以信号波形S3、 S4的电平与信号波形Sl、 S2相比，整体信号电平小。在边使激光照射位置沿光盘10的圆周方向和半径方向移动、边 进行标签印刷的情况下，微型计算机2预先学习光盘的面模糊状态。 即，取得用于确定物镜的焦点位置的控制数据，以使所述光捡波器从 所述光盘的另一面感光的反射光量为最大，并将该数据存储于 SDRAM3中。例如，从由检测盘10的旋转开始位置的位置检测器9 检测出的盘旋转位置起，例如将1周分割成800份，在各个部位MPU12 输出控制数据，经DAC17使聚焦致动器30稍微上下。在物镜31的 各位置由ADC18数字转换经光捡波器23检测出的信号EVP，将信号 EVP为最大的控制数据存储在SDRAM3中。这时，得到所述控制数据不是对全圆周，而是对一部分，例如为 最内周、中间周及最外周。例如，从在光盘10的内周预先细刻出的 沟槽ll起检测起动信号，特定圆周方向的位置，向微型计算机2输 出起动位置信息。例如，如果设l周为800个沟槽，则从起动位置起 在每1沟槽中记录信号EVP为最大的、至DAC17的控制数据。另夕卜， 半径方向上利用线马达6可移动整个拾取器5。在将拾取器5移动到 最内周时，通过限制开关工作、中止线发送动作，可使拾取器5向最 内周移动。通常在线马达6中使用步进马达，设计成以x步(x个脉冲) 移动y微米。因此，如果从限制开关的位置起仅将拾取器5进给恒定 步数，则可通过将标签印刷的开始周位置、进而如以2个脉冲移动30 微米所示对应于想进给的距离的脉冲数发送至线马达6，容易且正确 地移动光拾取器5。最先取得在最内周记录位置的控制数据，可共计得到800个在各沟槽的圆周位置信号EVP为最大、至DAC17的控制 数据。对这些控制数据使用最小平方法运算，确保对这些值的平滑的 连续性(平滑性化)，将该最内周用控制数据DATa存储在SDRAM3 的笫1区域3A中。接着，将光拾取器5从此向外周方向移动例如 15mm,在该位置的圃周上同样地从起动位置取得800个控制数据， 作为中间周用控制数据DATb存储在SDRAM3的第2区域3B中。 并且，将光拾取器5从此向外周移动15mm，在该位置的圆周上同样 取得800个控制数据，作为最外周用控制数据DATc存储在SDRAM3 的第3区域3C中。如图5所示，设最内周用控制数据DATa为光盘 10中的标签印刷面之最内周部分35a的面模糊数据，中间周用控制数 据DATb为光盘10中的标签印刷面之中间周部分35b的面模糊数据， 最外周用控制数据DATc为光盘10中的标签印刷面之最外周部分35c 的面模糊数据。将该处理例如反复800次，得到对盘l周的前馈控制 用的控制数据。图6中例示将1周分割成800份得到的信号EVP为 最大的给予DAC的控制数据的值32和通过最小平方法运算将其平滑 化的控制数据的值33。在实际执行激光标签印刷时，MPU12通过使用了从SDRAM3 读出的控制数据的前馈控制来控制所述物镜31的位置。即，MPU12 以最内周为基点，使拾取器5沿光盘10的半径方向例如每次移动30 微米，在移动端的圆周对每个沟槽的位置边使用控制数据控制拾取器 上的物镜位置，边照射激光依次执行标签印刷。这时，MPU12对于 最内周、中间周及最外周，只要从SDRAM3读出对应的控制数据 DATa、 DATb、 DATc,原样供给DAC17使用即可。对其以外的圆周 部分，PMU12从所述SDRAM3读出其他位置的2个控制数据，通过 前馈控制聚焦所述物镜31的焦点，所述前馈控制使用了通过使用读 出的控制数据的内插运算取得的控制数据。例如，在对最内周和中间 周之间的圆周部分的标签印刷中，使用最内周用控制数据DATa和中 间周用控制数据DATb。图7中对每个沟槽标绘最内周用控制数据 DATa和中间周用控制数据DATb的值。例如，设印刷轨道间隔为30微米，最内周和中间周的位置差是15毫米，这相当于500印刷轨道， 从自最内周第IOO印刷轨道中的盘起动位置起第i个控制数据Ci,可 根据最内周的盘起动位置起第i个控制数据A和中间周的盘起动位置 起第i个数据B，容易地运算为Ci=A+100*(Bi-Ai)/500。既便没有可 直接供给DAC17、供前馈控制的控制数据，也不担心MPU2通过内 插运算针对每个印刷轨道取得控制数据、从而在焦点控制时不发生精 度不足、在激光标签印刷结果中产生浓淡的条紋状。本发明者发现光 盘10表面的起伏基本上从最内周向最外周也没有几次。因此，使用 本实施方式的结构，通过简单的内插处理，使用少的控制数据，可高 精度地得到激光标签印刷的数据。预先取得、存储在SDRAM3中的 控制数据是所述半径方向位置非连续地不同的多个圆周、例如最内 周、中间周、最外周的3周。因此，与对全圆周取得控制数据的情况 相比，可格外缩短数据取得的处理时间。下面，说明反馈控制和前馈控制各自中应实现的聚焦精度的不 同。在允许对CD等光盘的面模糊例如为1毫米时，对光盘的记录及 再现时要求的聚焦精度为土l微米以内。因此，必需使物镜以士l微米 以内的误差追踪面模糊光盘的信息记录轨道。这时，伺服环路中必需 IOOO倍、60dB以上的环路增益。通常，在该用途中使用50kHz采样 频率的8位至IO位精度的DAC。总之，在伺服环路中伺服系统整体 的环路增益比仅DAC的分辨率重要。另外，已知为了利用对面模糊光盘之激光标签面的激光标签印刷 得到无模糊或虚化的、良好的印刷品质，作为物镜对光盘上之焦点位 置的位置控制精度，既便最差，也应实现30微米、期望实现20微米。 虽然聚焦精度确实比反馈控制的情况粗，但在前馈控制的性质上，依 位置面模糊的程度不同，必需对每个驱动的位置准备前馈控制用数 据，误差的积累直接影响控制精度。若考虑该情况，则在前馈控制时， 与反馈控制不同，聚焦致动器的动作分辨率(数模转换电路的LSB的 动作量)对聚焦精度产生直接影响。因此，查明反馈控制中的聚焦致动 器的动作分辨率在前馈控制中不足。例如，图8中示出光拾取器的聚焦反馈控制中的伺服环路的框 图。Kd是捡波器23的灵敏度，A是驱动电路40的增益，Ka是透镜 致动器30的灵敏度。X是盘10的面模糊量(最大土500微米)，Y是透 镜的追踪动作量(微米)，e是误差(最大士l微米)，Kd是捡波器23的 灵敏度(伏/微米)，A是驱动电路40的增益，Ka是聚焦致动器30的 灵敏度(微米/伏)。为Y=KdxAxKaxe， e=X/(l+KdxAxKa)，该伺服环 路的增益G为G-KdxaxKa。通常Kd为0.1 ~ 0.2伏(V)/微米(nm)， Ka为1 ~ 2毫米/V左右的 值。设Kd-0.2V/nm、 Ka=lmm/V，若如上所述必需IOOO倍以上的环 路增益，则由于KdxKa=200，所以必需A=5以上。在Kd-0.1V/nm 时，必需A=10以上。因此，马达驱动放大器40的增益通常设定成6~ IO倍。DAC17使用IO位左右。由于输出电压范围是2V左右，所以 1LSB为2/1024、约2mV。若马达驱动放大器40的增益为10倍，则 透镜致动器30的动作分辨率为2mVxlO=20mV, Ka=lmm/V，所以是 平均20mV的移动距离即20nm。在反馈控制时，利用该祠服环路， 进而DAC17也变为过采样控制(相对伺服频域10kHz，采样输出频率 为300 ~ 500kHz),既便在时间轴上，也因可争取精度，而实现lfim 的聚焦精度。相反，在标签面印刷的前馈控制中，聚焦致动器30的动作分辨 率对聚焦精度产生直接影响，由于在通过学习取得控制数据的关系 上，积累误差也变大，所以为了将聚焦误差控制在士20微米以内，期 望聚焦致动器30的动作分辨率为其1/2~1/10左右。因此，如果使驱 动电路40的增益为1/5的2倍，则每1LSB的分辨率为4n米，可产 生前馈控制上没问题的电平。图9中示出驱动电路40的具体例。利用开关45可切换运算放大 器44的反馈电阻。开关45依照响应标签印刷方式利用MPU12输出 的控制信号46成为导通状态。此外成为截止状态。若开关45成为导 通状态，则反馈电阻变小，电压增益降低。例如增益降低至1/5。图10中示出利用前馈进行聚焦控制、执行光盘的标签印刷时的整个控制步骤。若将光盘安装在托盘上，则关闭托盘(S1)，判定光盘 (S2)。判定结果为标签印刷面(仅记为标签面)时，判定标签印刷面是 否未记录(S3)，已记录时结束处理。未记录时点亮标签印刷面记录用 的激光，同时，利用控制信号46使驱动电路40的增益成为1/5(S4)。 例如在对应于CD - ROM和DVD两者的光盘装置中对CD - ROM使 用780纳米、对DVD使用640纳米的激光的情况下，点亮对激光感 光性涂料灵敏度良好的例如波长780纳米的激光。接着，将光拾取器(OPU)5移动至规定内周位置(S5),边使物镜31上下移动(S6)， 边在1周的各沟槽位置取得信号EVP (S7)。如果结束数据取得后(S8)，则利用最小平方法对在各沟槽中的信号EVP为最大的、至 DAC的数据进行平滑化，并将该数据作为控制数据存储在SDRAM3 中(S9)。这里，作为控制数据DATa存储在SDRAM3的区域3A 中。接着，判定是否结束中间周的数据取得(S10),如果未取得， 则将光拾取器5移动至中间周(S11)，执行步骤S6、 S7、 S8、 S9， 将以最小平方法平滑化的数据作为控制数据DATb存储在SDRAM3 的区域3B中。在结束中间周的数据取得时，判定是否结束最外周的 数据取得(S12)，如果未取得，则将光拾取器5移动至最外周(S13)， 执行步骤S6、 S7、 S8、 S9，将以最小平方法平滑化的数据作为控制 数据DAT c存储在SDRAM3的区域3C中。在取得最内周、中间周 及最外周的控制数据之后，将光拾取器返回至最内周(S14)，以起 动位置为基点，沿半径方向和圆周方向依次移动拾取器5。在各位置 使用控制数据、或使用由内插运算取得的控制数据，进行基于前馈的 聚焦控制(S15),执行标签印刷处理(至标签的可视信息记录处理)(S16)。执行步骤S15、 S16直至记录结束(S17)。图11中详细地示例聚焦致动器30的另一控制系统。这里，详细 地说明在基于对光盘之信息记录轨道的聚焦伺服用反馈的聚焦控制、 和基于激光标签印刷用前馈的聚焦控制中，通过DAC17、 50的切换 可选择聚焦致动器30的动作分辨率的实例。这里，为了将从MPU12输出的标签印刷用控制数据转换成模拟信号，使用音频用模数转换电路(DAC) 50，替代用于将伺服用控制 数据转换成模拟信号的伺服控制用的模数转换电路(DAC) 17。音频换位数多。51是音频用的;区动电;，其输出连接于外部的耳机端子 52。 53~55是选择器。在对光盘10之信息记录轨道的记录再现时，音频用的DAC50 的输入通过选择器532连接DSP13的输出。音频用的DAC50的输出 通过选择器54连接于音频用驱动电路51的输入。聚焦控制用的 DAC17的输出通过选择器55连接于伺服控制用的驱动电路40A的输 入。另外，在光盘上执行激光标签印刷时，音频用的DAC50的输入 通过选择器532连接MPU12的输出。音频用的DAC50的输出通过选 择器54选择至选择器55的路径，选择器55连接于音频控制用的驱 动电路40A的输入。伺服控制用的驱动电路40A不具备在图9驱动 电路40中通过开关45的反馈路径，其增益设为在图9的驱动电路40 中开关45为导通状态的增益，具有由与伺服控制用的环路增益的关 系规定的增益。由于DAC50的位数比DAC17多，例如为16位，所 以在激光标签印刷时焦点致动器30的动作分解率比使用DAC17的情 况高。由此，设激光标签印刷时的聚焦控制数据的有效位数为13位 左右，与此同时，如果利用DAC50的上位13位，则可使聚焦致动器 30每1LSB的分辨率4微米以下。可将聚焦误差实质上控制在士20微 米以内。但是，与图l相比，图ll的结构开关数增加，标签印刷用的聚 焦控制数据的位数增加。若聚焦控制数据的位数增加，则导致数据量 增大，学习时间增大，印刷时间增大。关于这一点，如上所述，通 过同时运用在内周、中周、外周进行面模糊数据的学习、进行数据补 完等方法，可緩和数据量增大和学习时间增大。上述说明的标签印刷的聚焦精度如果为士30微米以下，则不能讲 精度越高越佳。在上述说明中以士20微米为一实例，但根据本发明者的研究，得到认为士IO微米之前适当的结论。越提高精度，越必需增加基于前馈的聚焦控制数据的位数。若经面模糊数据的学习、对整个 激光标签面的标签印刷中会需要几十分钟的时间，则可认为不实用。 并且，由于标签印刷面本来是粗面，所以对高画质有极限，既便执行 比该极限还高精度的标签印刷，也没意义。通过考虑这些，得到标签印刷的聚焦精度为士30微米以下~土10微米以下的上述结论。根据实施方式具体地说明了上述本发明者作出的发明，但本发明 不限于此，当然可以在不脱离其精神的范围内可进行各种变形。光盘 装置不限于PC(个人计算机)用途，既可是音乐用途，也可是图像用途。 产业上的可利用性本发明可适用于CD-R、 DVD-R、 DVD-RAM等PC外围的光盘 驱动器，且可广泛适用于音乐或图像专用的DVD记录器等。
权利要求
1、一种光盘装置，可从物镜向光盘的一个面照射激光来进行信息的记录及再现，且可从所述物镜向光盘的另一个面照射所述激光来进行标签印刷，所述光盘装置的特征在于包括基于来自放射出激光的光盘的反射光，形成聚焦伺服用聚焦误差信号的电路；和数据处理单元，基于所述聚焦误差信号，可反馈控制基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置，在进行所述标签印刷时，所述数据处理单元基于标签印刷用控制数据，前馈控制基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置，与所述反馈控制中的所述聚焦致动器的动作分辨率相比，所述前馈控制中的所述聚焦致动器的动作分辨率高，在所述反馈控制中，设相对光盘上之焦点位置的物镜的位置控制精度为±1微米以下，在所述前馈控制中，相对光盘上之焦点位置的物镜的位置控制精度为±10微米以下至±30微米以下之间。
2、 一种光盘装置，可从物镜向光盘的一个面照射激光来进行信 息的记录及再现，且可从所述物镜向光盘的另一个面照射所述激光来 进行标签印刷，所述光盘装置的特征在于包括基于来自放射出激光的光盘的反射光，形成聚焦伺服用聚焦误差 信号的电路；和数据处理单元，基于所述聚焦误差信号，可反馈控制基于所述聚 焦致动器的所述物镜的移动位置，在进行所述标签印刷时，所述数据处理单元基于标签印刷用控制 数据，前馈控制基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置，所述数据处理单元在执行所述前馈控制时，对于所述聚焦致动器 的驱动电路，将增益切换控制得比所述反馈控制时还小。
3、 一种光盘装置，可从物镜向光盘的一个面照射激光来进行信 息的记录及再现，且可从所述物镜向光盘的另一个面照射所述激光来 进行标签印刷，所述光盘装置的特征在于包括基于来自放射出激光的光盘的反射光，形成聚焦伺服用聚焦误差 信号的电路；和数据处理单元，基于所述聚焦误差信号，可反馈控制基于所述聚 焦致动器的所述物镜的移动位置，在进行所述标签印刷时，所述数据处理单元基于标签印刷用控制 数据，前馈控制基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置，所述数据处理单元在执行所述前馈控制时，为了将所述标签印刷 用控制数据转换成模拟信号，使用音频用模数转换电路。
4、 根据权利要求3所述的光盘装置，其特征在于 所述音频用模数转换电路的转换位数比伺服控制用模数转换电路的转换位数还多。
5、 根据权利要求l所述的光盘装置，其特征在于 所述数据处理单元具有模数转换电路，将所述聚焦误差信号转换成数字数据；伺服控制电路，输入所述模数转换电路的输出来生成 伺服控制数据；和数模转换电路，将从所述伺服控制电路输出的伺服 控制数据或所述标签印刷用控制数据转换成模拟信号，具有放大所述数模转换电路的输出，供给所述聚焦致动器的驱动电路，所述驱动电路可切换增益，切换控制得使利用于所述前馈控制时 的增益比利用于所述反馈控制时的增益还小。
6、 根据权利要求5所述的光盘装置，其特征在于 所述驱动电路可切换电压增益。
7、 根据权利要求l所述的光盘装置，其特征在于 所述数据处理单元具有模数转换电路，将所述聚焦误差信号转换成数字数据；伺服控制电路，输入所述模数转换电路的输出来生成 伺服控制数据；伺服用数模转换电路，将从所述伺服控制电路输出的 伺服控制数据转换成模拟信号；数字信号处理电路，再现从光盘读取 出的记录信息；和音频用数模转换电路，将由数字信号处理电路再现 的音频信息或所述标签印刷用控制数据转换成模拟信号，具有放大所述伺服用数模转换电路的输出或音频用数模转换电 路的输出，供给所述聚焦致动器的聚焦用驱动电路，具有放大所述音频用数模转换电路的输出后输出到外部的音频 用驱动电路，在基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置控制中使用所述 反馈控制时，将所述伺服用数模转换电路的输出连接于所述聚焦用驱 动电路的输入，在基于所述聚焦致动器的所述物镜的移动位置控制中 使用所述前馈控制时，将所述音频用数模转换电路的输出连接于所述 聚焦用驱动电路的输入，同时，将所述标签印刷用控制数据供给所述 音频用数模转换电路的输入。
8、 根据权利要求2或3所述的光盘装置，其特征在于 所述数据处理单元执行预先取得边沿光盘的圆周方向和半径方向移动激光照射位置、边确定焦点方向的所述物镜位置以使从该光盘 的另一个面反射的反射光量为最大的所述标签印刷用控制数据并将 其存储在存储器中的学习处理，在所述前馈控制中，使用从所述存储 器读出的控制数据。
9、 根据权利要求8所述的光盘装置，其特征在于 所述学习处理对所述光盘的半径方向位置非连续地不同的多个圆周取得所述控制数据，并将其存储在所述存储器中，在没有对应于所述光盘的圆周方向和半径方向的标签印刷位置的所述标签印刷用控制数据时，从所述存储器读出其他位置的2个标 签印刷用控制数据，将通过使用了读出的标签印刷用控制数据的内插 运算取得的标签印刷用控制数据使用于所述前馈控制。
10、根据权利要求9所述的光盘装置，其特征在于 所述半径方向位置非连续地不同的多个圆周是最内周、中间周、 最外周的3周。
全文摘要
具有根据来自放射出激光的光盘的反射光，形成聚焦伺服用的聚焦误差信号FER的电路(4)。具有数据处理单元(2)，根据聚焦误差信号，可反馈控制基于聚焦致动器(30)的物镜的移动位置。在执行标签印刷时，数据处理单元根据标签印刷用控制数据，前馈控制基于聚焦致动器的物镜的移动位置。与反馈控制中的聚焦致动器的动作分辨率相比，提高前馈控制中的聚焦致动器的动作分辨率。由此，在前馈控制中得到期望的位置控制精度。例如，在执行前馈控制时，对于聚焦致动器的驱动电路(40)，将增益切换得比反馈控制时还小。
文档编号G11B7/095GK101223589SQ20058005103
公开日2008年7月16日 申请日期2005年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者木村光行, 矶佳实, 萩原光夫 申请人:株式会社瑞萨科技